DMX-ohjatun kulmaohjausratkaisun suunnittelu

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella DMX-ohjauksella toimiva kulmaohjausratkaisu, jossa askelmoottori liikuttaa kuormitettua akselia tarkasti ja luotettavasti. Ratkaisun tuli mahdollistaa akselin liikuttaminen -45 ja +45 asteen välillä, liikuttaen 1000 gramman kuormaa. Projektissa perehdyttiin DMX-protokollaan ja sen soveltamiseen liikkeenohjauksessa, kartoitettiin ja vertailtiin sopivia komponentteja, suunniteltiin laiterakenne 3D-mallinuksella, sekä analysoitiin rakenteen kestävyys FEM-simuloinnin avulla.

Komponenttien vertailun jälkeen valituksi tulivat Arduino Uno -ohjain ja siihen tarvittava DFR0260 DMX-kilpi, NEMA34-02 hybridiaskelmoottori ja TB6600-moottorinohjain. Valinnat osoittautuivat yhteensopiviksi ja ne täyttivät projektin suorituskykyvaatimukset.

Laiterakenteen suunnittelu toteutettiin SolidWorks-ohjelmistolla. Eri komponentit mallinnettiin ja koottiin laitekokoonpanoksi. Laitteen kestävyys analysoitiin FEM-simuloinnin avulla. Simulointitulokset osoittivat, että kuorman aiheuttamat jännitykset ja rakenteelliset muutokset jäivät selvästi sallittujen rajojen alle, mikä takaa rakenteen kestävyyden ja käyttövarmuuden.

Työn aikana opittiin syvällisesti DMX-ohjauksesta, askelmoottorien toiminnasta ja ohjauksesta, sekä rakenteiden lujuusanalyysistä. Jatkokehityksenä esitetään langattoman DMX-ohjauksen hyödyntämistä, sekä komponenttien optimointia vieläkin kevyemmän kokonaisuuden saavuttamiseksi.

Työn perusteella suunniteltu laite tarjoaa varman ja tarkasti ohjattavan ratkaisun, joka soveltuu prototyypiksi ja pohjaksi mahdolliselle jatkokehitykselle.